O que é computação quântica e como ela pode ajudar no agro?
Estudo da Embrapa destaca potencial da tecnologia para resolver problemas complexos na agricultura
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Com potencial para resolver problemas complexos com mais rapidez e precisão, a computação quântica surge como uma tecnologia emergente capaz de transformar o agronegócio.
Aplicada à agricultura digital, ela promete impulsionar áreas como modelagem climática, sensoriamento remoto, bioinformática e agricultura inteligente, conforme apontam estudos da Embrapa Agricultura Digital (SP) em parceria com o Centro de Ciência para o Desenvolvimento em Agricultura Digital da Fapesp.
Publicado na revista científica Pesquisa Agropecuária Brasileira (PAB), um artigo detalha as aplicações e desafios da computação quântica no setor.
Segundo Édson Bolfe, pesquisador da Embrapa e coautor do estudo, “pesquisas na fronteira do conhecimento, como em computação quântica, podem apoiar a tomada de decisões em diferentes elos das cadeias produtivas do setor de forma mais eficiente, pois envolvem processos com elevado grau de incerteza, desde o plantio até a comercialização”.
Como funciona a computação quântica?
A computação quântica utiliza propriedades da física quântica para realizar operações de armazenamento e processamento de informações, superando o modelo binário dos computadores clássicos.
Segundo Kleber Souza, coordenador do estudo, essas máquinas são capazes de testar múltiplas possibilidades simultaneamente, oferecendo maior velocidade e precisão na solução de problemas complexos.
Aplicações práticas no agro
Entre as principais frentes de aplicação da computação quântica no agronegócio estão:
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Modelagem climática: a tecnologia pode aprimorar o Zoneamento Agrícola de Risco Climático (Zarc), ferramenta crucial para políticas públicas e concessão de crédito agrícola.
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Fitossanidade: simulações avançadas auxiliam na identificação precoce de doenças em culturas como soja e milho.
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Bioinformática: análises genômicas podem ser aceleradas, impulsionando pesquisas em melhoramento genético.
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Sensoriamento remoto: sensores quânticos integrados a algoritmos de aprendizado de máquina prometem ampliar a precisão no monitoramento agrícola.
Desafios e investimentos
Apesar do potencial, a computação quântica ainda enfrenta barreiras, como altos custos de equipamentos, que podem chegar a US$ 20 milhões, e a necessidade de infraestrutura avançada, como ambientes operacionais em temperaturas próximas ao zero absoluto.
Para Souza, o domínio da tecnologia será estratégico para o Brasil: “A pesquisa e a educação [voltadas ao tema] são áreas em que o Brasil também terá de investir para garantir a soberania tecnológica e manter a competitividade do setor agropecuário brasileiro”.
Computação quântica no Brasil
No Brasil, os desafios para a implantação da computação quântica estão sendo mapeados e importantes iniciativas já estão em curso, ressalta Souza.
Em 2022, foi organizado, pela Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP), pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e pela Softex o evento “Desafio Brasil Computação Quântica” para discutir a questão.
No mesmo ano, teve também o lançamento da Rede MCTI-Softex de Tecnologias Quânticas, coordenada pelo Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia do Serviço Nacional de Aprendizado Industrial (Senai). O objetivo é fomentar o ecossistema brasileiro de computação quântica, integrando as ações do governo aos centros de pesquisas, startups e preparar o País para a tecnologia.
Em 2023, a Embrapa e o Senai Cimatec lançaram uma Unidade Mista de Pesquisa e Inovação Digital em Agricultura Tropical (Umipi DITAg).
A parceria viabiliza o compartilhamento das infraestruturas computacionais e equipes das instituições para, a partir do uso de novos sensores, tecnologias quânticas, automação e robótica, alavancar o desenvolvimento de soluções digitais voltadas ao setor agropecuário em áreas como inteligência artificial, agricultura de precisão, internet das coisas, fotônica e rastreabilidade.
Em 2024, a Fapesp lançou um programa de pesquisa para promover o progresso das tecnologias quânticas, impulsionar o desenvolvimento de startups, atrair investimentos globais e trazer talentos para o estado de São Paulo.
Capacitação: o caminho para o futuro
O desenvolvimento da computação quântica exige mais do que infraestrutura; é necessário investir na formação de especialistas. Países como Austrália e Alemanha já oferecem cursos de engenharia quântica, enquanto no Brasil o tema ainda é incipiente.
Para Souza, a introdução de computadores educacionais a partir de US$ 500, associados a serviços em nuvem, pode ser uma porta de entrada para instituições iniciarem a exploração da tecnologia e formarem novos talentos.
Um olhar para o futuro
A computação quântica, embora ainda distante da maioria das propriedades rurais, promete ser uma aliada poderosa para enfrentar os desafios da agricultura moderna.
Com potencial para resolver problemas em escala e velocidade sem precedentes, a tecnologia pode consolidar o Brasil como um dos maiores produtores de alimentos do mundo, desde que sejam feitos investimentos em pesquisa, infraestrutura e capacitação.
Números
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Escala: enquanto um computador tradicional processa 10 mil interações de dados em um tempo específico, a computação quântica pode alcançar 100 mil.
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Qubits: 34 qubits são suficientes para armazenar o genoma humano, enquanto 68 podem conter os genomas de toda a humanidade.
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Investimentos globais: a Cleveland Clinic e a IBM firmaram uma parceria de US$ 500 milhões para instalar o sistema quântico One, voltado para pesquisas em tratamentos e vacinas.